JPH07102441A - 複合フィラメント縫糸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、衣料近似品の縫製に用い
て（１）多種多様な色調の生地の縫製に適用でき、
（２）耐加水分解性の低下が抑制され、（３）紡績糸縫
糸に比して高速縫製時の可縫性や縫製物の仕立ばえに優
れ、（４）縫目強度の高い、高機能と審美性を兼ね備え
た複合フィラメント縫糸を提供することである。 【構成】 ポリベンザゾール長繊維と染色可能又は着色
された有機合成長繊維とから成る複合糸条において上記
ポリベンザゾール長繊維を芯糸とし、その外周を上記有
機合成長繊維で被覆して構成される複合フィラメント縫
糸。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフィラメント縫糸に関す
る。さらに詳しくは可縫性に優れ、縫製後も高い縫目強
力と耐熱性、耐水性を有し、さらに縫製生地の色調に適
合が可能な衣料近似品用若しくは産業用の複合フィラメ
ント縫糸に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スーパー繊維と称される芳香族ポ
リアミド繊維や全芳香族ポリエステル繊維がその優れた
機械的性質や耐薬品性及び耐熱性等の特性を活かしてシ
ートベルト、安全ベルト等の防護品や高機能衣料、例え
ばユニフォーム等の用途分野でも需要が増えてきた。ま
たポリエステル繊維やポリアミド繊維と前記スーパー繊
維の混紡糸又は混繊糸を素材にした機能性の高い一般衣
料、例えばスポーツ、レジャー用スーツ等が開発されて
いる。最近、さらに高い強度と弾性率及び優れた耐熱性
を具備したポリベンザゾール繊維（ＰＢＺ）の工業的な
生産技術が開発され、これに伴い該繊維を素材にした縫
製品が前記の用途に展開されている。一方、これらの繊
維素材を用いて高強度及び／又は高耐熱性の縫糸の開発
が行われており、例えば実開昭５２−８７７３６号公報
はポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維をからなる
ミシン糸を、また特開平１−２３９１３２号公報はポリ
フェニレンサルファイド繊維からなる耐熱性に優れたミ
シン糸を、特開平１−２７２８３６号公報はメタアラミ
ド繊維とポリフェニレンサルファイド繊維とからなる耐
熱性と耐薬品性に優れた複合糸を、特開昭６３−９２７
４５号公報はポリエチレン繊維からなり軽量で高強力・
低伸度で且つ耐光性及び耐薬品性に優れたミシン糸をそ
れぞれ提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポリエステル繊維縫糸
やビニロン繊維縫糸は従来の天然繊維や合成繊維を素材
にした布帛の縫製で優れた可縫性を示す縫糸であっても
ポリベンザゾール繊維や芳香族ポリアミド繊維若しくは
全芳香族ポリエステル繊維等を主たる素材にした布帛の
縫製において可縫性は低下の傾向を示す。芳香族ポリア
ミド繊維縫糸はポリエステル繊維縫糸やビニロン繊維縫
糸と比べて縫目強度、耐光性、耐熱性に優れるものの耐
水性に、また全芳香族ポリエステル繊維縫糸は耐熱性及
び耐光性にそれぞれ難点があった。ポリベンザゾール繊
維縫糸は高強度、低伸度、高弾性率と優れた耐熱性、耐
薬品性、寸法安定性等の特性を具備しており、衣料用並
びに産業用の縫糸として有望であるものの耐加水分解性
に改善の余地があった。また芳香族ポリアミド繊維及び
全芳香族ポリエステル繊維と同様にポリベンザゾール繊
維も黄乃至茶系統の色調を帯び、また染料に不染性であ
るためファション性や審美性が重視される衣料近似品の
縫製には使用し難いものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る複合フィラ
メント縫糸は耐加水分解性の改善されたポリベンザゾー
ル長繊維と染色可能又は着色された有機合成長繊維とか
ら構成され、前記ポリベンザゾール長繊維の外周を前記
染色可能又は着色された有機合成長繊維で被覆すること
で（１）多種多様な色調の生地の縫製に適用でき、
（２）耐加水分解性の低下が抑制され、（３）長繊維同
士を組み合わせることで紡績糸縫糸に比して高速縫製時
の可縫性や縫製物の仕立ばえに優れ、（４）紡績糸縫糸
に比して高い縫目強度の複合フィラメント縫糸を提供使
用とするものである。即ち、本発明者等は前記目的を達
成すべく鋭意検討した結果、ボイド直径が３０Å以下の
ポリベンザゾール長繊維と染色可能な又は着色された有
機合成長繊維とから成る複合フィラメント縫糸であっ
て、前記ポリベンザゾール長繊維を芯部に配し、その外
周を染色可能な又は着色された有機合成長繊維（含有率
は重量比で全体の０．１５〜０．５０）で被覆した破断
強度が３．０ＧＰａ以上、初期弾性率が１００ＧＰａ以
上である複合フィラメント縫糸を主旨とするものであ
る。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
係る複合フィラメント縫糸を構成するポリベンザゾール
長繊維（ＰＢＺ）はポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）
若しくはポリベンズチアゾール重合体（ＰＢＴ）又はそ
れらのランダム若しくはブロック共重合体からなるドー
プを紡糸して得られるものである。

【０００６】本発明の複合フィラメント縫糸を構成する
ＰＢＺ繊維はボイド直径が３０Å以下であることが重要
である。これまでＰＢＺ繊維が高強度・高弾性率繊維材
料として特に優れた特性を持つことは知られていたが、
最近、その引張強度が水分の存在下で低下して行く欠点
を持ち合わせていることが分かってきた。本発明者らは
ＰＢＺ繊維の引張強度が水分により低下する原因につい
て検討した結果、強度の低下が水分によるＰＢＺ分子鎖
の加水分解によること及び比較的大きいボイドからの水
分の侵入が加水分解を加速していることを見いだした。
このことはボイド直径を小さくすれば加水分解性が改良
されることを意味している。実験の結果、耐加水分解性
はボイド直径が３０Å以下の時著しく改善されることが
分かった。ボイドの直径を決定する要因を検討した結
果、凝固浴のリン酸濃度が大きな影響力を持つことを見
いだした。鋭意検討の結果、ボイドの直径を３０Å以下
にする方法の一つとしてＰＢＺを主成分とするポリマー
とポリリン酸からなるドープから紡糸して繊維を製造す
るに際し、凝固浴のリン酸濃度を５％以上にすることが
大きなへ効果を持つことが分かった。この様にして製造
したＰＢＺ繊維はボイドの直径が３０Å以下であり、こ
れを用いた縫糸は使用中に雨等に接触しても強度低下が
少なく優れた耐久性を示す。ポリベンザゾール長繊維の
単糸繊度に特に制限はないが通常１〜７デニールが好ま
しく用いられる。単糸繊度が１デニール未満では縫糸と
して用い場合にガイドとの摩擦又は生地貫通時の摩擦抵
抗により単糸が切れやすくなる。一方、単糸繊度が７デ
ニールを超えると縫糸が硬く曲げにくくなるため美しい
縫目の精製が困難になり、仕立ばえが悪化する。

【０００７】本発明の複合フィラメント縫糸においてポ
リベンザゾール長繊維をその芯部又は内層部に配し、そ
の外周を染色可能な又は着色されたの有機合成長繊維で
被覆することが肝要である。ここでポリベンザゾール長
繊維は加撚された状態にあることが好ましく、ここで加
撚された状態とは撚係数が下記式で表される範囲にある
ことをいう。

【０００８】

【数１】 １０≦Ｄ0.5 ×Ｔｗ≦８０ Ｄ ；糸条繊度（デニール） Ｔｗ；撚数（回／インチ） ポリベンザゾール長繊維の撚係数が１０未満の状態にあ
ると染料に可染性の有機合成長繊維と複合するに際して
その複合手段にもよるが単繊維同士が擦れ、損傷を受け
ることによって引張強度は低下傾向を示す。また、撚係
数が８０を超えた場合にも単繊維が過度に捩じられるた
め引張強度は低下傾向を示す。したがってポリベンザゾ
ール長繊維にかかる撚係数は１０〜８０とすることが好
ましい。

【０００９】本発明の複合糸条の製造にあたっては、ポ
リベンザゾール長繊維を芯糸とし、その外周に前記可染
性又は着色された有機合成長繊維を鞘糸として螺旋状に
巻き付ける方法が一般に採用できる。なお一般に可縫性
の点から紡績糸又は長繊維を芯糸とし、その外周に短繊
維を配した複合縫糸も知られているが、縫製対象が衣料
近似品であることから仕立ばえの良さ、例えば色の鮮明
さ、光沢、縫目の整然さ及び縫目強度等が重要であるこ
とを考慮するとフィラメント縫糸が優位である。

【００１０】本発明に係る複合フィラメント縫糸の鞘部
を構成する染料に可染性の有機合成長繊維とは染料、例
えば直接染料、バット染料、ナフトール染料、硫化染
料、分散染料、反応染料、酸性染料、カチオン染料等に
よって染色することができる一般衣料用や産業用に使用
されている長繊維を意味する。

【００１１】一般に縫糸は縫針と布帛及び縫糸と縫針の
穴との摩擦によって発熱し、さらに縫糸の反復伸張によ
り強度の低下、極端な場合には破断することがある。耐
熱性に関連した可縫性はシリコン油剤等で縫糸を処理
し、縫針穴を通過及び布帛貫通時の摩擦抵抗を下げるこ
とで改善可能であること、縫製対象が衣料近似品である
こと、縫製物において縫目部分が占める比率の小さいこ
と、等を考慮する有機合成長繊維の融点又は熱分解開始
温度は２００℃以上あればよい。耐熱温度が２００℃未
満であるとシリコン油剤付与等の加工技術による耐熱性
の向上効果つまり可縫性の改善は期待できなくなる。一
方、可縫性の点から高耐熱性の有機合成長繊維が好まし
いのは当然であるが既存繊維の中で染色性及び染色堅牢
性、耐洗濯収縮性、耐熱老化性、縫目強さ等を考慮する
とポリエステルが実用的な有機合成長繊維の一つであ
る。

【００１２】次に染料に可染性の長繊維が複合フィラメ
ント縫糸において占める含有割合について述べる。本発
明における複合フィラメント縫糸における染色可能又は
着色された有機合成長繊維の含有割合は複合フィラメン
ト縫糸方法と条件にもよるが０．１５〜０．５０（重量
比）の範囲が好ましく、０．２５〜０．４０の範囲がさ
らに好ましい。染色可能又は着色された有機合成長繊維
の含有割合が０．１５未満では芯部に配されたポリベン
ザゾール長繊維が部分的に複合糸条の表面に露出してく
るため色調に斑を生じ、縫製物の品位が損なわれやすく
なる。他方、染色可能又は着色された有機合成長繊維の
含有割合が０．５０を超えるとポリベンザゾール長繊維
の量が相対的に低下するため引張強度や初期弾性率は低
下の傾向を示す。また染色可能又は着色された有機合成
長繊維の単糸繊度に特に制限はないが通常１〜７デニー
ルが好ましく用いられる。単糸繊度が１デニール未満で
は縫糸として用い場合にガイドとの摩擦又は生地貫通時
の摩擦抵抗により単糸が切れやすくなる。一方、単糸繊
度が７デニールを超えると縫糸が硬く曲げにくくなるた
め美しい縫目の縫製が困難になる。

【００１３】本発明の複合フィラメント縫糸は破断強度
が３．０ＧＰａ以上であることが必要である。破断強度
が３．０ＧＰａ未満であるとポリベンザゾール繊維や芳
香族ポリアミド繊維若しくは全芳香族ポリエステル繊維
等を主たる素材にした布帛の縫製において可縫性は低下
の傾向を示す。また縫目強度及び縫目の耐衝撃強度が維
持できず、例えばポリベンザゾール繊維で構成した縫製
物の力学特性を十分に活かすことが困難になる。また初
期弾性率は可縫性の点から少なくとも１００ＧＰａ以上
が必要であり、初期弾性率が１００ＧＰａ未満であると
縫製時に針糸の形成するループサイズが小さく且つルー
プ形状が不安定であるためルーパによる下糸通し時にミ
スが発生しやすくなる。これは目飛びの発生につながり
可縫性の低下、つまり縫製効率及び構成物の品質の悪化
の原因になる。他方、初期弾性率が極端に高い場合には
パッカリングの発生頻度が高くなるので初期弾性率は２
８０ＧＰａ未満とするのが好ましい。

【００１４】係る本発明の複合フィラメント縫糸の製造
にあたってポリベンザゾール長繊維が芯部に位置し、そ
の外周に染色可能又は着色された有機合成長繊維を鞘糸
となるように配置が可能な複合方法であればその手段に
制限はない。例えばポリベンザゾール長繊維を芯糸と
し、その外周に染色可能又は着色された有機合成長繊維
を鞘糸として螺旋状に巻き付ける方法が挙げられる。

【００１５】以下に本発明において評価に用いる各尺度
は下記の方法で求めた。 ＜繊度＞試料を標準状態（温度２２＋２度、相対湿度６
５＋２％の状態）の試験室で２４時間静置した後、ラッ
プリールを用いて試料９０ｍを採取し、その重量を測定
して９０００ｍの重量に換算して繊度（デニール）とし
た。 ＜繊維のボイド直径＞小角Ｘ線散乱強度の測定はクラツ
キカメラを用いて行った。試料は長さ約６ｍの繊維を測
定ホルダーに巻き付けて用いた。Ｘ線の出力は４５Ｋ
Ｖ、１５０ｍＡで、ＣｕＫα線をニッケルフィルターで
単色化して用いた。クラツキカメラの縦制限スリットは
４２ｍｍ、巾制限スリットは０．１４ｍｍで行った。測
定した範囲（２θ）０．１度〜３．０度である。ステッ
プ幅は０．０２５度刻みで、３０秒若しくはそれ以上を
積算した。バックグラウンド散乱の補正は、試料及び空
気散乱の測定結果から次式を用いて行った。 Ｉ＝μＩｓａｍｐｌｅ−Ｉａｉｒ μ＝Ｉａｉｒ（０）／Ｉｓａｍｐｌｅ（０） ここでＩは真の散乱強度、Ｉｓａｍｐｌｅは試料を入れ
た状態での実測散乱強度、Ｉａｉｒは試料を入れない状
態で測定した散乱強度をそれぞれ示す。試料を測定した
後、散乱角度が０度で散乱強度の測定を行い、試料の吸
収強度を決定した。ボイドサイズの測定はギニエプロッ
トを用いて行った。散乱角度（Ｉ）の対数と散乱ベクト
ル（Ｋ）の二乗をプロットし、Ｋの二乗の値が０〜０．
０１Ａ²の範囲のデーターについて直線近似し、直線の
傾き（Ｓ）から次式を用いて計算した。 Ｄ＝２（Ｓ）^1/2 ＜引張特性＞ＪＩＳＬ１０１３（１９８１）の７．５．
１に準じ、標準状態の試験室でオリエンテック（株）製
のテンシロン型試験機を使用して、把み間隔２０ｃｍ、
引張速度１００％／分、ｎ＝１０で糸条の強伸度を測定
した。 ＜耐水性試験＞耐水性の評価尺度として湿潤状態での引
張強度を用いた。引張強度の試験は＜繊維の混合状態＞
樹脂で包埋した複合糸をダイヤモンドカッターを用いて
横断面をカットし、該切断端の顕微鏡写真を撮り、繊維
の分散状態を目視で判定する。 ＜複合フィラメント縫糸の色斑の判定＞目視により色調
の均整性を判定した。ポリベンザゾール繊維が複合フィ
ラメント縫糸の表面に露出することなく均一な色調なも
のを○、ポリベンザゾール繊維の色調が反映され色調が
やや淡色であるもの△、霜降りを呈するものを×で評価
した。 ＜可縫枚数＞本縫ミシン（シンガー７７０ＤＩ型）を用
い、ミシン針ＤＢ＃１４、ミシン回転数４０００ｒｐ
ｍ、ステイッチ数１５、ステイッチ／３ｃｍの条件でポ
リベンザゾール／ポリエステル混作業服地（目付２７０
ｇ／ｍ³）を縫製したときの縫製長２ｍが縫える最大重
ね枚数で評価した。 ＜目飛び＞二重環縫ミシン（ユニオンスペシャル５６３
００Ｎ）を用いて天竺編地（ポリベンザゾール糸５０′
ｓ／１使い）の５枚と２枚の重ね段を有する生地をミシ
ン回転数４０００ｒｐｍで縫製したときの目飛び発生度
の有無を調べた。 ＜パッカリング＞通常のアイロンプレス及び洗濯後の縫
製品を観察してパッカングの有無を調べた。 ＜縫目外観＞縫目をみて官能的に表現した。

【００１６】

【実施例】

＜実施例１＞繊度４５デニール／３０フィラメントで破
断強度５．８ＧＰａ、初期弾性率２７３ＧＰａ、ボイド
直径が２１Ａのポリベンズオキサゾール長繊維（ＰＢＯ
繊維）に繊度２５デニール／１２フィラメントのポリエ
ステル長繊維を１ｍ当たり３００回巻き付けて芯鞘型の
複合糸条とし、該複合糸条にＳ３７４Ｔ／ｍの下撚をか
けた。このとき式１で定義した撚係数は６４であった。
次いで複合糸を３本合糸してＺ３００Ｔ／ｍの上撚をか
けた後、分散染料（Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ
１，Ｃ．Ｉ６４５００）を用いて１３０℃、６０分の綛
染色を行い、シリコン油を０．８％付着させて＃５０番
手の複合フィラメント縫糸を得た。得られた複合フィラ
メント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００１７】＜実施例２＞複合糸におけるポリエステル
長繊維の重量比率が０．２９となるように繊度５０デニ
ール／３４フィラメントのポリベンズオキサゾール長繊
維と繊度２０デニール／１０フィラメントのポリエステ
ル長繊維を用い、実施例１準じた方法で加撚と染色加工
を行なって＃５０番手の複合フィラメント縫糸を得た。
得られた複合フィラメント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００１８】＜実施例３＞繊度４５デニール／３０フィ
ラメントで破断強度５．８ＧＰａ、初期弾性率２７３Ｇ
Ｐａのポリベンズオキサゾール長繊維に繊度２５デニー
ル／１２フィラメントで破断強度０．６ＧＰａ、初期弾
性率４．０ＧＰａのナイロン６長繊維を１ｍ当たり４０
０回巻き付けて芯鞘型の複合糸条とし、該複合糸条にＳ
３７４Ｔ／ｍの下撚をかけ、３本合糸してＺ３００Ｔ／
ｍの上撚をかけた後、酸性染料（ＦａｓｔＮａｖｙＢｌ
ｕｅ Ｒ Ｃ．Ｉ．１３３９０）を用いて１００℃、３
０分の綛染色を行い、さらにシリコン油を０．８％付着
させて＃５０番手の複合フィラメント縫糸を得た。得ら
れた複合フィラメント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００１９】＜比較例１＞繊度６０デニール／４０フィ
ラメントのポリベンズオキサゾール長繊維と繊度１０デ
ニール／６フィラメントのポリエステル長繊維を用い、
実施例１準じた方法で加撚と染色加工を行なって複合糸
におけるポリエステル長繊維の重量比率が０．１４であ
る＃５０番手の複合フィラメント縫糸を得た。得られた
複合フィラメント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００２０】＜比較例２＞繊度３０デニール／２０フィ
ラメントのポリベンズオキサゾール長繊維と繊度４０デ
ニール／２０フィラメントのポリエステル長繊維を用
い、実施例１準じた方法で加撚と染色加工を行い、＃５
０番手の複合フィラメント縫糸を得た。該複合糸のポリ
エステル長繊維の重量比率は０．５７であった。得られ
た複合フィラメント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００２１】＜比較例３＞繊度７０デニール／４６７フ
ィラメントのポリベンズオキサゾール長繊維のみを用い
て実施例１準じた方法で加撚と染色加工を行い、＃５０
番手の複合フィラメント縫糸を得た。得られた複合フィ
ラメント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００２２】＜比較例４＞ボイド直径が２８ であるポ
リベンズオキサゾール繊維を用いた以外は実施例１と同
様に加撚と染色加工を行い、＃５０番手の複合フィラメ
ント縫糸を得た。得られた複合フィラメント縫糸の諸特
性を表１に示す。

【００２３】＜比較例５＞実施例１においてポリベンズ
オキサゾール長繊維に代えて繊度２００デニールのケブ
ラー２９（ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、
デュポン社商品名）を用い、実施例１に記載した方法に
準じて方法で下撚と上撚をかけた後、染色加工を行なっ
て複合フィラメント縫糸を得た。得られた複合フィラメ
ント縫糸の諸特性を表１に示す。

【００２４】＜比較例６＞繊度４５デニール／３０フィ
ラメントで破断強度５．８ＧＰａ、初期弾性率２７３Ｇ
Ｐａのポリベンズオキサゾール長繊維に繊度２５デニー
ル／１２フィラメントのポリエステル長繊維を１５０回
／ｍの撚数で合撚して複合糸条を得た。該複合糸条を用
いて実施例１に記載した方法に準じて方法で下撚と上撚
をかけた後、染色加工を行なって＃５０番手の複合フィ
ラメント縫糸を得た。得られた複合フィラメント縫糸の
諸特性を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかな様に本発明に属する実施
例１〜３は良好な色調を有し、力学特性及耐久性に優れ
ていることが分かる。また可縫枚数が多く、目飛びを生
じることもなかった。縫目外観は紡績縫糸に比べてパッ
カリングの発生もない。一方、本発明に属さない比較例
１の複合フィラメント縫糸はポリベンズオキサゾール繊
維が複合フィラメント縫糸の表面に部分的に露出してお
り色調の均一性に欠け、これに対して比較例２の好複合
フィラメント縫糸は均一な色調を有するものの力学特性
が低い。比較例３のポリベンズオキサゾール繊維のみで
構成した縫糸は当然のことながら染色されず黄色であつ
た。本発明から外れるボイド直径を持つポリベンズオキ
サゾール繊維を用いた比較例４の場合は耐水性の低いこ
とが分かる。ポリベンズオキサゾール繊維に代えてポリ
パラフェニレンテレフタルアミド繊維を用いた複合フィ
ラメント縫糸では力学特性が低く可縫性や縫目強度は本
発明の目的を満足しない。また比較例６の複合フィラメ
ント縫糸は色調の均一性に欠けるものであった。

【００２７】

【発明の効果】本発明の複合フィラメント縫糸は芯部に
ポリベンザゾール長繊維が配され、該糸条の表面が染色
可能又は着色された有機合成長繊維で被覆されているた
め任意の色調とすることができる。またポリベンザゾー
ル長繊維の高い力学特性が損なわれることなく維持され
ており高い縫目強度が得られ且つ紡績縫糸に比して縫目
外観も優れているためスーパー繊維で構成された生地を
衣料近似品に縫製加工するに際して好適な縫糸となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイド直径が３０Å以下のポリベンザゾ
   ール長繊維と染料に可染性の有機合成長繊維（含有率は
   重量比で全体の０．１５〜０．５０）とから成る複合糸
   であって、前記ポリベンザゾール長繊維を芯部に配し、
   その外周を染料に可染性の有機合成長繊維で被覆した破
   断強度が３．０ＧＰａ以上、初期弾性率が１００ＧＰａ
   以上である複合フィラメント縫糸。